Cho a,b,c là ba số thực dương thỏa mãn abc=1 .Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức: \(P=\frac{ab+\sqrt{a^4+4a^2b^2}}{3b^2+a^2}+\frac{bc+\sqrt{b^4+4b^2c^2}}{3c^2+b^2}\)
Đặt \(A=\frac{ab+\sqrt{a^4+4a^2b^2}}{3b^2+a^2};B=\frac{bc+\sqrt{b^4+4b^2c^2}}{3c^2+b^2}\) Xét \(A=\frac{ab+\sqrt{a^4+4a^2b^2}}{3b^2+a^2}=\frac{\frac{b}{a}+\sqrt{1+4(\frac{b}{a})^2}}{3(\frac{b}{a})^2+1}\) Đặt \(t=\frac{b}{a}>0\rightarrow A=\frac{t+\sqrt{1+4t^2}}{2t^2+1}= \frac{3t^2+1}{(3t^2+1)\sqrt{1+4t^2}-t}=\frac{1}{\sqrt{1+4t^2}-t}\)
\(f(t)=\sqrt{1+4t^2}-t\) trên \((0;+\infty )\) \(f'(t)=\frac{4t}{\sqrt{1+4t^2}}-1\rightarrow f'(t)=0\Leftrightarrow t=\frac{1}{2\sqrt{3}}\) Bảng biến thiên
Từ bảng biến thiên suy ra \(\underset{(0;+\infty )}{Min f(t)}=\frac{\sqrt{3}}{2}\) khi \(t=\frac{1}{2\sqrt{3}}\rightarrow MaxA=\frac{2}{\sqrt{3}}\) khi \(a=2\sqrt{3}b\) Tương tự \(MaxB=\frac{2}{\sqrt{3}}\) khi \(b=2\sqrt{3}c\) Suy ra \(Max P =\frac{4}{\sqrt{3}}\) khi \(\left\{\begin{matrix} a=2\sqrt{3}b\\ b=2\sqrt{3}c\\ abc=1 \end{matrix}\right.\Leftrightarrow \left\{\begin{matrix} a=2\sqrt{3}\\ b=1\\ c=\frac{1}{2\sqrt{3}} \end{matrix}\right.\)